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Se crea la primer célula artifi cial de la historia

En mayo de 2010, una noticia circuló por todo el planeta. Craig Venter, un científi co estadounidense que dirige uno de los principales equipos de investigación biológica en el mundo, habría logrado por primera vez en la historia, crear un ser vivo a partir de la combinación de diversos elementos químicos.

Nunca antes se había comunicado públicamente que un organismo no había nacido de otro ser. Una microscópica bacteria (que luego logró reproducirse) fue elaborada gracias a la manipulación de elementos en un laboratorio.

Este fue el comienzo de un largo camino para el que Venter anuncia variados y maravillosos benefi cios para la humanidad. Según él, las «máquinas vivientes» construidas podrían generar energía limpia, regenerar el medio ambiente y ayudar a eliminar el hambre en el planeta.

Miles de preguntas y debates se abren a partir de este descubrimiento científi co.

Una discusión importante

El problema no es qué se inventa, sino cómo se usa ese invento. Miremos, por

ejemplo, la energía nuclear. Desem-boca en una bomba poderosa, pero

también en importantes tratamientos médicos.

¿El hambre se puede solucionar con

nuevos inventos tecnológicos? Hoy se producen alimentos sufi -

cientes para todos los humanos, el problema es cómo se reparten.

No es un tema científi co, es un tema político.

Temas: La atmósfera y la vida. Para comprender cómo funciona la vida en la Tierra ha sido fundamental conocer al conjunto de gases que la rodean. La atmósfera ha cambiado, incide en los seres vivos y es transformada por estos.

Un mundo para cuidar. Entender la vida es entender cómo se relaciona con el medioambiente. Desde siempre cada organismo se adapta al entorno y además lo transforma. A partir de la presencia del ser humano en el planeta, esto plantea nuevos problemas y desafíos. Parte de ellos abordamos en estas páginas.

Respirar para vivir. Mucho más allá de inhalar y exhalar aire, respirar es una propiedad fundamental de cada organismo. En las células, el oxígeno se hace presente para permitir generar la energía imprescindible para la vida. Todo es más complejo de lo que parece!

http://www.youtube.com/watch?v=2korqW0Rxu4

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1. Un lugar donde vivir

La importancia de la atmósfera

La vida de los seres vivos que habitan la Tierra depende de la atmósfera terrestre. Te preguntarás ¿por qué la atmósfera es tan importante?

La atmósfera es una capa de gases que rodea a la Tierra. Es la parte más cercana a la superficie y donde se desarrolla la vida. Allí se encuentran las nubes y los componentes gaseosos que forman el aire.

El aire es una mezcla de gases. El componente más abundante es el nitrógeno, le sigue el oxígeno y luego el dióxido de carbono, además de un pequeño porcentaje de otros gases. Sabemos que, además, siempre contiene otros materiales, por ejemplo, vapor de agua en cantidades variables, gotas de agua y trozos pequeños de hielo en las nubes. Esta es la composición del «aire puro». ¿Sabes qué quiere decir composición? Esta pa-labra describe cuáles son los componentes de la mezcla y en qué cantidades aparecen.

Veamos nuevamente la importancia de la atmósfera:

• Contiene oxígeno que es imprescindible para los seres vivos, solo algunas bacterias no lo necesitan.

• Mantiene estable la temperatura de la Tierra, pues impide que la radiación solar en-trante escape de nuevo hacia el espacio. Este efecto es el que sucede en los inverna-deros. El gas de efecto invernadero más importante es el dióxido de carbono.

• Absorbe algunas radiaciones solares que son peligrosas para los seres vivos. El ozono es un gas que forma una capa que impide la entrada de un tipo de radiación ultravio-leta que es muy dañina para los seres vivos.

Ahora que conocemos la importancia de la atmósfera para la vida en la Tierra nos preguntamos: ¿la Tierra siempre tuvo atmósfera? ¿La composición de la atmósfera siem-pre fue igual?

Una breve historia de millones de años: la formación de la atmósfera terrestre

Hace muchos millones de años, la Tierra se enfrió lo suficiente como para que ocu-rrieran dos cosas:

• se depositaran los materiales sólidos que constituyeron la corteza y

• el agua gaseosa se volviera líquida y así se formaran los mares.

La composición de la atmósfera era muy diferente a la que se conoce ahora. Los científicos, especialmente los geólogos, encontraron evidencias que muestran que los materiales que formaron la Tierra y su atmósfera fueron cambiando.

Las rocas que se formaron en esa época y se pueden estudiar en el tiempo actual muestran que la Tierra estaba rodeada por gases como metano, amoníaco, hidrógeno, dióxido de carbono, nitrógeno, vapor de agua.

Esas evidencias indican que en la Tierra primitiva no había oxígeno libre, por lo tanto los seres vivos no respiraban como lo hacen hoy.

Dentro de los invernaderos de vidrio, la energía del Sol calienta las plantas y los objetos. Se con-serva el calor, y la temperatura se eleva.

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La atmósfera, las plantas y los estomas

Las plantas verdes y la fotosíntesis jugaron un papel muy importante en la formación de la atmósfera terrestre. La fotosíntesis es el único proceso natural capaz de:

• abastecer a la atmósfera de oxígeno (esencial para la respiración),

• captar la energía solar para producir nutrientes (para la planta y para otros seres vivos que se alimentan de ella) y

• captar y retirar del aire dióxido de carbono.

El proceso consiste en capturar el dióxido de carbono y liberar oxígeno.

Entran y salen gases, ¿cómo lo hacen?Te sugerimos que, para facilitar la comprensión de la lectura, a medida que leas armes

un esquema con la información que vas recibiendo.

El intercambio de gases entre la planta y la atmósfera se produce a través de los esto-mas, que son pequeños orifi cios o poros.

Los estomas se encuentran en el envés de las hojas y en los tallos verdes. Además de permitir la entrada y salida de gases, a través de ellos la planta elimina agua mediante la transpiración.

Energía lumínica

Dióxido de carbono

Oxígeno y agua

Aguas y sales disueltas

Las hojas suelen ser planas y exponen un área importante a la luz solar. Están recubiertas por una capa continua de cera, la cutícula, que las protege de la pérdida de agua. La cutícula está interrumpida por pequeños orificios o poros, los estomas, que se abren y se cierran permitiendo la entrada y salida de gases, como el oxígeno y el dióxido de carbono.

Estomas

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Los cambios en la atmósfera: una mezcla variada

Ahora sabemos que la atmósfera terrestre tiene una larga historia y que no siempre fue como lo es en el presente.

Recordemos que el aire está formado básicamente por: nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua y una pequeña porción de otros gases. Las proporciones son las que ves en el cuadro, sin contar el vapor de agua por ser el de mayor variabilidad.

Las cantidades de estos gases son bastante parecidos en cualquier lugar de la Tierra.

Es lo que se llama «aire puro». ¿Te parece que en algún lugar del planeta el aire esté así «puro»?

Sabemos que la composición varía: alguno de esos componentes puede aumentar o disminuir, algunos desaparecer y otros incorporarse.

Hay varias causas para esa variabilidad, por ejemplo el vapor de agua. ¿Has oído que la gente algunas veces dice que hay mucha humedad y por eso los pisos están mojados o la ropa no se seca? Esto es porque aumentó la cantidad de vapor de agua en el aire y esto se relaciona con el clima del lugar.

También sabemos que, a medida que se asciende en la atmósfera, el aire se enrarece y la disminución en la cantidad de oxígeno dificulta la respiración.

Las causas del cambio en la composición del aire pueden ser:

naturales: sin agentes externos. Por ejemplo, el aire transporta:

• polen liberado por las plantas o esporas de hongos,

• gases y cenizas liberados por las erupciones volcánicas.

artificiales: causadas por las actividades humanas. Por ejemplo:

• las actividades agrícolas (especialmente las que implican la quema o el talado de bosques para conseguir más tierra),

• la cría de ganado,

• muchas actividades industriales que agregan polvo, humo y diversos gases al aire.

Los cambios en el aire: la contaminaciónSe contamina algo cuando se cambia la cantidad y la calidad de los materiales que

componen ese algo. Eso puede pasar con el aire. Muchas veces lo que varía provoca que el aire se torne perjudicial para la vida de los seres vivos.

En el cuadro que sigue se muestran algunos de los agentes que modifican la compo-sición del aire:

Nitrógeno

Oxígeno

Otros gasesDióxido de carbonoVapor de aguaOzonoOtros

Nitrógeno 78%

Oxígeno 21%

Dióxido de carbono y otros gases 1%

Agentes que modifican la composición del aire

Aparecen nuevos gases dañinos para los seres vivos, como monóxido de carbono, óxidos como los de azufre y los gases clorofluorocarbonados.

Se suman diminutas partículas sólidas (las que forman el humo).

Cambia la proporción de alguno de los gases que ya existen en el aire puro, uno de los que más preocupa es el aumento del dióxido de carbono.

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La atmósferaAl comienzo del capítulo 1 «Un lugar donde vivir», se nos presenta una breve historia de la atmósfera

terrestre.

1. Te proponemos ordenar la información que aparece en ese apartado, elaborando una línea de tiempo y ubicando en ella los momentos más importantes que se señalan en el texto.

2. Busca información adicional y agrégala con otro color en esa línea de tiempo.

3. Comparte con tus compañeros «tu historia» sobre la historia de la atmósfera.

Otra manera de entender los estomasEn un libro para adultos que explica la función de los estomas se plantea: «La hoja obtiene el anhídrido

carbónico del aire; poros ajustables llamados estomas (boca en griego) se abren y cierran en intervalos regulares para admitir la entrada del anhídrido carbónico».

1. Lee con detenimiento esta frase. ¿Cómo darías la misma información con tus palabras?

2. Cuando se refi ere a los estomas dice «poros ajustables», ¿qué quiere decir? ¿Hay algo que hace que ese poro abre y cierre? Trata de encontrar una explicación y luego busca información.

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Los daños del dióxido de carbono para la atmósferaEl dióxido de carbono es uno de los gases que componen la atmósfera terrestre. Es imprescindible para

la fotosíntesis de las plantas y para mantener estable la temperatura de la Tierra. Pero algunas actividades humanas han aumentado rápidamente la cantidad de este gas presente en la atmósfera, y eso provoca un aumento en la temperatura promedio de la Tierra, lo que tiene graves consecuencias.

El siguiente gráfi co muestra la participación de diferentes actividades en la emisión de dióxido de carbono.

• Si fueras responsable de pensar en formas de disminuir las emisiones de dióxido de carbono y tuvieras que tomar dos medidas para lograrlo, ¿cuáles serían? Anótalas en tu cuaderno.

Quema de carbón, petróleo y derivados para producción

de electricidad

Deforestación

Uso de automóviles y otros vehículos

Otras actividades10%

25%

25%

40%

Los cambios en la composición del aire: contaminaciónLa composición del aire puede variar por las condiciones naturales o las actividades humanas.Con esta actividad podrás saber algo más sobre el aire que respiras en los diferentes lugares que frecuentas.

Trabajen en equipo.

Necesitas:• Algunos cuadrados de cartulina blanca.

Hazlo así:1 Doblen una esquina de la cartulina y asegúrenla con cinta adhesiva.2 Perforen un orifi cio del otro lado para pasar un hilo y cuélguenla.3 Pinten las cartulinas con aceite.4 ¡A buscar lugares donde colgarlas! Puede ser: en el salón de clase, el patio de alguna casa, sobre una calle

con mucho tránsito. Tengan cuidado de que las que estén a la intemperie no se mojen con la lluvia.5 No olviden numerarlas y anotar dónde las colocaron.6 Luego de una semana recojan las cartulinas y despeguen la esquina doblada.

1. ¿Qué observan en cada una? Compárenlas. ¿A qué se deberán las diferencias?

2. ¿Qué pueden decir ahora acerca del aire en los lugares que exploraron?

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¿Cada especie en su lugar?Cada especie tiene su lugar para vivir. «Su lugar» quiere decir condiciones que le permiten desarrollar la

vida, hace referencia al hábitat. Cuando el hábitat cambia, las poblaciones de seres vivos pueden desaparecer o disminuir.

• Reúnete con tus compañeros y busca ejemplos de especies que han desaparecido o disminuido como consecuencia de que «su lugar» haya cambiado. Anótalos.

Las áreas protegidas¿Cómo se hace para decidir cuáles son los lugares que se deben proteger? En nuestro país existe la DINAMA

y ella es la encargada de organizar y sostener el sistema nacional de áreas protegidas.

El presente cuadro muestra aquellos lugares que la DINAMA entendió que debían ser áreas protegidas.

• Elige una de estas zonas e investiga por qué la DINAMA la consideró zona protegida.

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Esteros de Farrapos e islas del río UruguayValle del LunarejoCerro Verde e islas de la CoronillaQuebrada de los CuervosLaguna de RochaLocalidad rupestre de ChamangáHumedales del Santa LucíaSan Miguel

Río NegroRiveraRochaTreinta y TresRochaFloresCanelones, Montevideo, San JoséRocha

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Pan, leche y vino… algunos elementos en común que permitieron conocer mejor a los seres vivos

Louis Pasteur (1822-1895) recibió un pedido muy importante: tenía que estudiar para evitar que el vino producido en Francia (de gran importancia económica para el país), se avinagrara y generara pérdidas de dinero millonarias. Fue así que desarrolló una técnica basada en el calor (proceso hoy conocido como pasteurización).

Junto a ello, también estudiaba la fermentación alcohólica —proceso llevado a cabo por las levaduras en las sustancias vegetales, fundamental para las industrias panadera y de bebidas alcohólicas— y así descubrió que las «malas fermentaciones» que perjudicaban el negocio eran producidas por levaduras contaminadas con otros microorganismos. Al intentar demostrar que la fermentación requería la presencia de microorganismos vivos también investigó la fermentación láctica, que produce yogur a partir de la leche por la conversión de glucosas en ácido láctico.

Pasteur observó en el microscopio los organismos responsables de cada fermentación, los aisló y los trasplantó a otro ambiente adecuado para su multiplicación; fue el nacimiento de la bacteriología. Mientras observaba los microorganismos con forma de bastoncitos que se movían entre la leche fermentada, hizo un descubrimiento sorprendente. Entre los dos pequeños vidrios —portaobjeto y cubreobjeto—, obviamente sin aire, los bastoncitos desplegaban una gran actividad, mientras que en los bordes, ya en el exterior y en contacto con el aire, perdían movilidad.

¿Era posible la vida en ausencia de aire? No solo era posible sino que, además, cuando hizo pasar una corriente de aire por un recipiente donde se desarrollaba otro tipo de fermentación —la butírica, o de la manteca, que transforma la glucosa en ácido butírico— dicha actividad se detenía. Por lo tanto el aire era innecesario para algunos microorganismos.

La historia de Pasteur y sus investigaciones es un ejemplo claro de cómo funciona la ciencia y el proceso del conocimiento: un descubrimiento lleva a otro, a veces en forma casual, pero siempre a través del análisis, el trabajo organizado y la creatividad.

Mi blog!¡Busca más contenidos!

Este fue uno de los tantos descubrimientos de Louis Pasteur. Te invitamos a seguir estudiando sobre este gran científico y averiguar qué otros logros marcó para la ciencia, que mejoraron en forma impor-tante la vida en el planeta.

Biología

Pan, leche y vino… algunos elementos en común que permitieron conocer mejor a los seres vivos

Química

La lejana alquimia, un antecedente de la actual química

Física

Un ejemplo de la relación entre ciencia y producción de bienes tecnológicos

Astronomía

Una de las herencias de Galileo Galilei

Geología

Clima, agua, suelo… todo se encuentra

Louis Pasteur